Production of antiserum against the nucleocapsid protein of Tomato spotted wilt virus and investigation of its serological relationship with other tospoviruses

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Title:	Production of antiserum against the nucleocapsid protein of Tomato spotted wilt virus and investigation of its serological relationship with other tospoviruses
Authors:	陳袖綿;王筠棋;吳佩儒;陳宗祺;Chen, Tsung-Chi;*
Contributors:	生物科技學系
Keywords:	番茄斑萎病毒屬;核鞘蛋白;血清學
Date:	2014-06
Issue Date:	2014-12-16 09:00:12 (UTC+0)
Abstract:	番茄斑萎病毒屬 (Tospovirus) 隸屬於布尼亞病毒科 (Bunyaviridae)，病毒顆粒呈球型具外套膜 (envelope)，其內含三條單股 RNA 片段，依大小稱之為 L、M 及 S RNA，由薊馬類 (thrips) 昆蟲以永續性方式傳播，核鞘蛋白 (nucleocapsid protein，NP) 序列的同源性與血清學親緣關係，為該類病毒分類之重要依據。番茄斑點萎凋病毒 (Tomato spotted wilt virus，TSWV) 是 Tospovirus 屬的代表種 (type species)，寄主範圍廣，且在全世界造成嚴重的危害，在台灣亦有危害甜椒及彩色海芋等作物的記錄。為了落實防檢疫工作，本研究以細菌表現系統生產 TSWV 之 NP 做為抗原，用以製備抗血清，命名為 RAs-TSWV-NP。經間接酵素連結免疫吸附分析法 (indirect enzyme-linked immunosorbent assay，indirect ELISA) 與西方墨點轉漬法 (western blotting) 分析 RAsTSWV-NP 和 16 種 tospoviruses 之反應，可得知 RAs-TSWV-NP 除了與 TSWV 反應外，亦與花生輪斑病毒 (Groundnut ringspot virus，GRSV)、番茄黃化斑點病毒 (Tomato chlorotic spot virus，TCSV)、水仙百合壞疽條斑病毒 (Alstroemeria necrotic streak virus，ANSV)、菊花莖部壞疽病毒 (Chrysanthemum stem necrosis virus，CSNV)、以及鳳仙花壞疽斑點病毒 (Impatiens necrotic spot virus，INSV) 產生血清反應。親緣演化分析顯示 TSWV、GRSV、TCSV、ANSV、CSNV 及 INSV 屬於同一演化分支 (clade)。關56 植物保護學會會刊　第56卷　第2期　2014 緒　言 Bunyaviridae 科之病毒乃藉由節肢動物傳播，其下分為五個病毒屬 (genus)，分別為 Orthobunyavirus、 Hantavirus、Nairovirus、Phlebovirus 及 Tospovirus，而 Tospovirus 為該病毒科中唯一可感染植物之一屬，可被薊馬類昆蟲以永續性方式傳播。此類病毒型態為具有脂質蛋白套膜 (lipoprotein envelope) 之球型顆粒，直徑約在 80-110 nm 之間。在病毒顆粒內有三條線狀單股基因體 RNA 分子，依其分子量大小分別命名為 L RNA、M RNA 及 S RNA，此三條基因體 RNA 之兩端序列為互補且相互配對，並分別與核鞘蛋白 (nucleocapsid protein，NP) 緊密包裹形成一假環狀構造 (pseudo-circular structure)(26)。L RNA 為負極性 (negative polarity)，具有一個大轉譯架構 (open reading frame，ORF)，可對應產生一個大蛋白，為病毒之複製酶(15)。M RNA為雙極性 (ambisense) 表現策略，具有兩個轉譯架構，病毒股 RNA 對應產生一個非結構性 NSm 蛋白，為病毒的移動性蛋白，可在受病毒感染的植物及昆蟲細胞形成管狀結構(29,32)；而病毒互補股產生一個醣蛋白的前驅物，經裂解後產生 Gn 及 Gc 蛋白，在病毒的外套膜上形成突起 (spikes) 的構造，且 Gn 和 Gc 蛋白對於病毒能在薊馬體內複製及傳播扮演關鍵的角色(27)。S RNA 亦為雙極性，可對應產生兩種蛋白質，一為由病毒股 RNA 對應產生之非結構性 NSs 蛋白，可在感病細胞內形成絲狀體結構(28)，其功能則與病毒的致病性 (pathogenicity) 有關，亦為病毒抵禦植物基因沉寂作用 (gene silencing) 之抑制因子 (suppressor)(3,44)；另一個由 S RNA 互補股所對應產生的 NP，為核酸結合性蛋白(16)，其血清學及序列親緣關係為 tospoviruses 分類之重要依據(20)。依據現行之分類標準，tospovirus 的 NP 胺基酸序列相同度 (identity) 較其他病毒低於 90% 者，可視為一獨立的病毒種 (species)，按照此分類規則，現今已發表之 tospoviruses 共有 26 種，包括有 8 種正式的學名種 (official species)：番茄斑點萎凋病毒 (Tomato spotted wilt virus，TSWV)(16)、鳳仙花壞疽斑點病毒 (Impatiens necrotic spot virus，INSV) (30)、花生輪斑病毒 (Groundnut ringspot virus，GRSV)(35)、番茄黃化斑點病毒 (Tomato chlorotic spot virus，TCSV) (14)、西瓜銀斑病毒 (Watermelon silver mottle virus，WSMoV)(48,49)、花生頂芽壞疽病毒 (Peanut bud necrosis virus， PBNV)(39)、花生黃斑病毒 (Peanut yellow 於 TSWV、GRSV、TCSV 和 ANSV 之間的血清學關係雖早已於先前的文獻中報導，然而本研究結果更進一步指出 TSWV 與 CSNV 及 INSV 之間亦可能存在著血清學親緣關係，此結果與親緣演化分析符合。親緣關係的釐清將有助於 Tospovirus 屬病毒的診斷與鑑定。
Relation:	Plant Protection Bulletin
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